RU2000574C1 - Датчик параметров вращени - Google Patents

Abstract

Использование: автоматика и измерительна  техника, измерение угла поворота и скорости вращени  валов машин и механизмов . Сущность изобретени : датчик параметров вращени  содержит кольцевую оболочку возбуждени  и чувствительный к изменению магнитного потока элемент в виде концентричных голец из пленок с пр моугольной петлей гистерезиса, имеющих сквозные отверсти , через которые продеты витки измерительной обмотки. Измерительна  обмотка и обмотка возбуждени  расположены на немагнитных неэлектропроводных фланцах. Пленки в кольцах могут быть установлены в шахматном пор дке с шагом, равным ширине прорези диамагнитного диска, св занного с контролируемым объектом, угол поворота и скорость которого нужно измерить. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл  определени  угла поворота и скорости вращени  валов и механизмов.

Известно устройство измерени  угловой скорости вращени  вала, содержащее ротор, выполненный из диамагнитного материала со шлицевыми прорез ми, которые заполнены и соединены между собой замкнутым магнитопроводом, а в корпусе закреплен каркас катушки, выполненный из магнитопровод щего материала с выступами в форме сегментов, расположенных по окружности статора, на котором помещена индуктивна  обмотка с выводами.

Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  надежность и точность измерени .

Известен датчик угловой скорости вращени  вала, содержащий обмотки возбуждени  и измерительную, между которыми расположены электромагнитный щелевой

экран, закрепленный на валу, и многощелевой электромагнитный экран, установленный неподвижно на торце статора.

Недостатком данного устройства  вл етс  сложность конструкции (наличие компенсирующей обмотки, составной ротор) и низка  чувствительность, обусловленна  значительной индуктивностью.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и повышение чувствительности за счет уплотнени  измерительных обмоток и снижени  индуктивности чувствительного элемента.

Цель достигаетс  тем, что в датчике угловой скорости вращени  вала, содержащем кольцевые обмотки возбуждени  и чувствительный к изменению магнитного потока элемент, размещенные на двух неподвижных фланцах, между которыми установлен с возможностью вращени  диамагнитный диск с прорез ми, чувствительный к изменению магнитного потока элемент выполнен в виде концентрических

Ю

о о о ел VI

о

колец из пленок с пр моугольной петлей гистерезиса, при этом через сквозные отверсти , выполненные в пленках и теле одного из фланцев, продеты витки измерительной обмотки, на тыльной сторо- не фланца установлен электромагнитный экран, причем фланцы выполнены из немагнитного неэлектропроводного материала.

При этом в датчике параметров вращени  пленки в кольцах могут быть установле- ны в шахматном пор дке с шагом, равным ширине прорези диамагнитного диска.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство датчика параметров вращени , в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схематичный вид ферромагнитной пленки с пр моугольной петлей гистерезиса (ППГ) и часть фланца с витками и выводами; на фиг. 4 -- расположение пленок.

На фиг. 1 и 2 изображены: вал 1 враще- нив, опора 2, на которой неподвижуо установлены фланцы 13 и 4. На фланце 3 имеетс  кольцевой лаз 5, в котором помещаютс  провода намагничивающей катушки 6 с выводами 7.

На залу 1 жестко закреплен ротор 8 (диск) из диамагнитного провод щего материала с целевыми прорез ми 9,

На фланце 4, на определенном рассто - :ич; от центра размещены магнитные плен- ки 1C с ППГ а виде концентрических колец или е виде полосок, расположенных в кольцевых пазах 11. Магнитные пленки имеют отверсти  12 (фиг. 3).

Отверсти  располагаютс  дискретно по длине полоски магнитной пленки 10 и фланца 4, а через отверсти  12 пленки 10 и фланца 4 продеты витки измерительной обмотки 13с выводами 14.

Датчик работает следующим образом. От генератора высокой частоты через выводы 7 в намагничивающую катушку 6 поступает ток высокой частоты. При протекании тока по проводам катушки 6 вокруг нее образуетс  высокочастотное магнитное поле. Магнитный поток, проход  через прорезь диамагнитного диска, попадает в рабочий зазор между фланцами 3 и 4, замыкаетс  через магнитную пленку 10 с ППГ. В витках обмотки 13 будет наводитьс  электродвижующа  сила (ЭДС) в том случае, когда щель диска 8 не экранирует витки индикаторной обмотки 13.

Диск вращаетс , щелевое отверстие 9 набегает на магнитную пленку с ППГ и про- исходит движение доменных границ вдоль пленки. При перемагничивании участка, например , длиной X (фиг. 3) равной ширине витка, происходи1 скачкообразное изменение магнитного потока Ф - BS R h где В

- магнитна  индукци , S - площадь витка с пленкой; х - ширина витка; h -- толщина пленки.

В результате в витке 13 от скачка магнитного потока на участке шириной х будет

наводитьс  ЭДС е kS у. где k - коэффициент пропорциональности.

Если пленка длиной I имеет п витков, то при движении диска получим п импульсов ЭДС.

Когда зубцы диска 8 перекрывают (экранируют ) переменный магнитный поток, созданный током катушки 6, то в витках 13 ЭДС не наводитс .

Толщина диска 8 электромагнитного экрана определ етс  глубиной проникновени  электромагнитной волны.

На фиг, 4 изображен сектор фланца 4 датчика вращени , где пленки 10 расположены в шахматном (комбинированном) пор дке , что позвол ет исключить мертвый ход, равный ширине зубцов, и получить непрерывный ход цугов импульсов.

Ширина прорези колеблетс  от долей до 10-15 мм. Это значение определ етс  конструктивными факторами и частотой генератора , от которой зависит количество импульсов в пакете (цуге) выходных сигналов .

Высота прорези электромагнитного экрана зависит от ширины пленки (пленок ППГ) и от конструктивного расположени  намагничивающей катушки в кольцевом пазу .

Дл  уменьшени  вли ни  краевых эффектов электромагнитного пол  высота щели электромагнитного экрана должна быть более ширины магнитной пленки (пленок) и внешнего диаметра обмотки возбуждени .

Дл  увеличени  числа импульсов на угол вращени , соответствующий ширине прорези электромагнитного экрана, витки измерительной обмотки 13 (фиг. 3) могут устанавливатьс  под углом 25-90° к напр женности электромагнитного пол , созданного кольцевой или тороидальной обмоткой возбуждени .

Форму л. а изобретени 

Claims (2)

1. Датчик параметров вращени , содержащий кольцевые обмотку возбуждени  и чувствительный к изменению магнитного потока элемент, размещенные на двух неподвижных фланцах, между которыми установлен с возможностью вращени  диамагнитный диск с прорез ми, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  чувствительности за счет снижени  имдуктииносгп чувствительного элемента , PC i ни гр/i мили к изменению

магнитного потока элемент выполнен в виде концентричных колец из пленок с пр моугольной петлей гистерезиса, при этом через сквозные отверсти , выполненные в пленках и теле одного из фланцев, продеты витки измерительной обмотки, на тыльной стороне фланца установлен электромагнит7 J,

ft

ный экран, причем фланцы выполнены из немагнитного неэлектропроводного материала .

2. Датчик поп, 1.отличающийс  тем, что пленки в кольцах установлены в шахматном пор дке с шагом, равным ширине прорези диамагнитного диска.

А-А

11

IS

&

Фиг.З

-О

1д